低压线路在线SPD安全性能检测及监测探讨-建筑电气2009.3
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【摘要】随着电涌保护器(SPD)防护技术的普及，在线SPD数量越来越多．但安装多年的低压线路在线SPD的安全性能问题并未引起业主的
文本预览
建 箍电乞。
_l_●—I__—●_ I BUlLDl G
zn口9年第3期I ELECTRICIT
低 压线路在线 SPD 安全性 能检测及监测探讨术
包炳生 (浙江东方防雷工程有限公司，杭州市 310017)
张晓东 (浙 江 大 学 城 市 学 院，杭州市 310010)
Discussion about On-line SPD Safety Performance Detection and M onitoring of Low-voltage Lines半
Bao Bingsheng(Zhejiang Oriental Lightning Protection Engineering Co．，Ltd．，Hangzhou 310017，China)
Zhang Xiaodong(Zhejiang University City College，Hangzhou 310010，China)
Abstract With the popularization and perfection 1 低压 线路在线 SPD 安全性能应 引起
of surge protective device(SPD) protection， more
重视
and more on—line SPD have been developed， but
《建筑物防雷设计规范》 (GB 50057—94，2000
sufficient impo~ance has not been attached by owners
in the safety performance problem of on—line SPD in 年版)及 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
low—voltage lines that have been installed for years．In (GB 50343—2004)出台以来，建筑物的低压供电线
this paper， the requirements in the related 路、信息传输线路，如：信息系统中心 (计算机网络
specifications about safety perfommnce maintenance and 中心，有线、无线通信机房，有线电视机房)的电源
detection of on—line SPD are listed；some problems
设备或电力电子设备；建筑物整体安全监控中心 (如
existing in the practical on—line SPD detection process
消防监控中心，电梯控制室，楼宇 自动控制中心)的
are discussed； a kind of on—line SPD real—time
电源设备 ；重要的大型电气设备 (如消防用 电动机，
dynamic monitoring and management system is
中央空调用电动机，电梯动力设备，变频生活给水
presented； and the configuration of the software and
泵)，尤其是配备智能控制模块、电子监控模块 、电
hardware as well as the functions of the system are
力电子模块或装置的设备；关系人身安全的场所 (如
introduced．
Key words Surge protective device(SPD) 医院手术室、急救室、监护室、电子医疗设备室)的
Safety performance Detection Monitoring Management 供电和照明线路，都普遍采用了电涌保护器 (SPD)，
用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流。
摘 要 随着电涌保护器 (SPD)防护技术的普 SPD作为建筑电气的一部分 ．一般并联设置在
及，在线 SPD数量越来越多．但安装多年的低压线 配电线路，SPD平时不导通时呈高阻状态，当雷击电
路在线 SPD 的安全性能问题并未引起 业主的足够 涌达到开启门限导通时，瞬变为低阻状态将雷击电涌
重视。文章列举了在线 SPD安全性能维护、检测的 电流泄流人地，以起到良好地保护电气 、电子设备的
相关规范要求．探讨 了实际在线 SPD检测过程中存 作用。
在的一些问题 ，提 出一种在线 SPD实时动态监测、 随着 SPD防护 的普及 ，在线 SPD数量越来越
管理系统，并对该系统的软、硬件构架及功能进行 了 多。设置在配电线路的 SPD长期在线运行时．在抵
介绍。 御雷击脉冲侵扰的同时，也在 自然老化：一旦 SPD
关键词 电涌保护器(SPD) 安全性能 检测 劣化，使用 ZnO压敏材料的器件，由于压敏电阻性
监测 管理 能劣化，会导致温度升高，引起压敏电阻热崩溃。从
科技部 2008年度第一批 “科技型中小企业技术创新基金”支持项目，项 目名称：雷击实时在线监测与 SPD预警管
：
理系统 (立项代码：08C26223300748)。而导致漏电流增大且防护功能失效 ，严重时可能发生 b． 将 SPD的可插拔模块取下测试 ，按测试说
器件爆炸、起火H ；当雷击发生时 ，SPD已失去防御 明书连接进行测试。
功能。雷击电涌将会影响楼宇内电气设备、信息系统 C．将测试仪器的输出电压值按仪器使用说明及
设备的正常运行。 试品的标称值选定，并逐渐提高 ．直到测到通过
然而，一般单位不具有防雷专职管理人员，在 lmA直流电流时的压敏电压。
线多年的SPD存在的安全隐患可能未引起人们的足 从上述相关要求可看到，在线 SPD的具体现场
够重视 ，在此 ，笔者呼吁 ：一方面，业主应重视安 检测 ，仍然是要取下 SPD离线进行检测 。 “压敏电
装多年的 SPD安全性能现状 ；另一方面， 《建筑 物 压测试仪”仅测试氧化锌阀片压敏电压，以确定其
防雷装 置检测技术规范》(GB，T 21431—2008) 雷击 电涌发生时 SPD导通门限电压。同理，用 “泄
已于2008年 l0月 1日实施，防雷检测工作者应切
漏电流 测试仪”也仅可离线测试氧化锌阀片的泄
实有效地做好 SPD安全性能检测、评价。对无人值
漏电流 值。而便携式 “雷电电涌测试仪”提
守的重要场所 ，以实施在线 SPD实时动态监测 、管
供 1．2／50 s一8／2O s组合波 的 6 kV／3 kA可调
理为宜。
模拟电涌 ，产品说明书称：可做放 电间隙放 电 (动
2 在线 SPD常规维护、检测相关要求 作 )电压 、MOV 型 SPD限制 电压 (残 压)的测
试。但如要对标称放电电流 为几十 kA (8／20 s)
对于在线 SPD维护，《建筑物电子信息系统防雷
的 SPD实施检测 ，试验冲击 电流 3 kA是否显得小
技术规范》8．1．3条规定 ：“日常性维护应在每次雷
击之后进行。在雷电活动强烈的地区，对防雷装置应 了点?
随时进行 目测检查。”8．1．8条规定：“检查各类浪 据了解 。具有一定生产规模的 SPD生产厂家一
涌保护器的运行情况 ：有无接触不良、漏电流是否过 般具备数种模拟雷击波冲击试验设备。如金属氧化物
大、发热、绝缘是否良好、积尘是否过多等，出现故 压敏 电阻 (MOV)，倘 若产 品标称放 电电流 ， 为
障．应及时排除。” 80kA (8／20 Us)，在筛选阀片试验时 ，至少使用
《建筑物防雷装置检测技术规范》对电源 SPD的 20kA (8／20 s)进行冲击选片。
测试作出如下规定。 《低压配电系统的电涌保护器 (SPD) 第 l部
5．8．3．1条规定：SPD运行期间，会因长时间 分：性能要求和试验方法》(GB 18802．1—2002)中
工作或因处在恶劣环境中而老化，也可能因受雷击电 7．5．2条规定用 8／20 s冲击 电流测量残压 的试
涌而引起性能下降、失效等故障。因此需定期进行检
验步骤 ：
查 如测试结果表明 SPD劣化 。或状态指示指 出
a． 应依次施加峰值约为 0．1；0．2；0．5；1．0
SPD失效，应及时更换。
和 2厶 的 8／20 s冲击电流。
5．8．3．2条规定：泄漏电流 ， 的测试 ：除电压
注：如果 2 试验电流超过电器的 ，那么最
开关型外 ，SPD在并联接入电网后都会有微安级的电
终的试验值可放宽到 1．2，¨。
流通过。如果此值偏大，说明 SPD性能劣化，应
b． 对 SPD施加一个正极性和一个负极性序列。
及时更换。可使用防雷元件测试仪或泄漏电流测试
c． 最后 ，如果 ，， 或 毗 大于 ，则至少对
表对限压型 SPD的 值进行静态试验。规定在
0．75 UlmA下测试。 SPD施加一次 或 冲击电流，电流极性为前
5．8．3．3条规定直流参考电压 ( mA)的测试： 面试验中残压较大的极性。
d．每次冲击的间隔时间应足以使试品冷却到环
a． 本试验仅适用 于 以金 属氧化物 压敏 电阻
(MOV)为限压元件且无其他并联元件的 SPD。主 境温度。
要测量在 MOV通过 1 mA直流电流时，其两端的电 e． 每次冲击应记录电流和电压示波图。把冲击
压值 电流和电压的峰值 (绝对值)绘成放电电流与残压的
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zn口9年第3期I ELECTRICIT
低 压线路在线 SPD 安全性 能检测及监测探讨术
包炳生 (浙江东方防雷工程有限公司，杭州市 310017)
张晓东 (浙 江 大 学 城 市 学 院，杭州市 310010)
Discussion about On-line SPD Safety Performance Detection and M onitoring of Low-voltage Lines半
Bao Bingsheng(Zhejiang Oriental Lightning Protection Engineering Co．，Ltd．，Hangzhou 310017，China)
Zhang Xiaodong(Zhejiang University City College，Hangzhou 310010，China)
Abstract With the popularization and perfection 1 低压 线路在线 SPD 安全性能应 引起
of surge protective device(SPD) protection， more
重视
and more on—line SPD have been developed， but
《建筑物防雷设计规范》 (GB 50057—94，2000
sufficient impo~ance has not been attached by owners
in the safety performance problem of on—line SPD in 年版)及 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
low—voltage lines that have been installed for years．In (GB 50343—2004)出台以来，建筑物的低压供电线
this paper， the requirements in the related 路、信息传输线路，如：信息系统中心 (计算机网络
specifications about safety perfommnce maintenance and 中心，有线、无线通信机房，有线电视机房)的电源
detection of on—line SPD are listed；some problems
设备或电力电子设备；建筑物整体安全监控中心 (如
existing in the practical on—line SPD detection process
消防监控中心，电梯控制室，楼宇 自动控制中心)的
are discussed； a kind of on—line SPD real—time
电源设备 ；重要的大型电气设备 (如消防用 电动机，
dynamic monitoring and management system is
中央空调用电动机，电梯动力设备，变频生活给水
presented； and the configuration of the software and
泵)，尤其是配备智能控制模块、电子监控模块 、电
hardware as well as the functions of the system are
力电子模块或装置的设备；关系人身安全的场所 (如
introduced．
Key words Surge protective device(SPD) 医院手术室、急救室、监护室、电子医疗设备室)的
Safety performance Detection Monitoring Management 供电和照明线路，都普遍采用了电涌保护器 (SPD)，
用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流。
摘 要 随着电涌保护器 (SPD)防护技术的普 SPD作为建筑电气的一部分 ．一般并联设置在
及，在线 SPD数量越来越多．但安装多年的低压线 配电线路，SPD平时不导通时呈高阻状态，当雷击电
路在线 SPD 的安全性能问题并未引起 业主的足够 涌达到开启门限导通时，瞬变为低阻状态将雷击电涌
重视。文章列举了在线 SPD安全性能维护、检测的 电流泄流人地，以起到良好地保护电气 、电子设备的
相关规范要求．探讨 了实际在线 SPD检测过程中存 作用。
在的一些问题 ，提 出一种在线 SPD实时动态监测、 随着 SPD防护 的普及 ，在线 SPD数量越来越
管理系统，并对该系统的软、硬件构架及功能进行 了 多。设置在配电线路的 SPD长期在线运行时．在抵
介绍。 御雷击脉冲侵扰的同时，也在 自然老化：一旦 SPD
关键词 电涌保护器(SPD) 安全性能 检测 劣化，使用 ZnO压敏材料的器件，由于压敏电阻性
监测 管理 能劣化，会导致温度升高，引起压敏电阻热崩溃。从
科技部 2008年度第一批 “科技型中小企业技术创新基金”支持项目，项 目名称：雷击实时在线监测与 SPD预警管
：
理系统 (立项代码：08C26223300748)。而导致漏电流增大且防护功能失效 ，严重时可能发生 b． 将 SPD的可插拔模块取下测试 ，按测试说
器件爆炸、起火H ；当雷击发生时 ，SPD已失去防御 明书连接进行测试。
功能。雷击电涌将会影响楼宇内电气设备、信息系统 C．将测试仪器的输出电压值按仪器使用说明及
设备的正常运行。 试品的标称值选定，并逐渐提高 ．直到测到通过
然而，一般单位不具有防雷专职管理人员，在 lmA直流电流时的压敏电压。
线多年的SPD存在的安全隐患可能未引起人们的足 从上述相关要求可看到，在线 SPD的具体现场
够重视 ，在此 ，笔者呼吁 ：一方面，业主应重视安 检测 ，仍然是要取下 SPD离线进行检测 。 “压敏电
装多年的 SPD安全性能现状 ；另一方面， 《建筑 物 压测试仪”仅测试氧化锌阀片压敏电压，以确定其
防雷装 置检测技术规范》(GB，T 21431—2008) 雷击 电涌发生时 SPD导通门限电压。同理，用 “泄
已于2008年 l0月 1日实施，防雷检测工作者应切
漏电流 测试仪”也仅可离线测试氧化锌阀片的泄
实有效地做好 SPD安全性能检测、评价。对无人值
漏电流 值。而便携式 “雷电电涌测试仪”提
守的重要场所 ，以实施在线 SPD实时动态监测 、管
供 1．2／50 s一8／2O s组合波 的 6 kV／3 kA可调
理为宜。
模拟电涌 ，产品说明书称：可做放 电间隙放 电 (动
2 在线 SPD常规维护、检测相关要求 作 )电压 、MOV 型 SPD限制 电压 (残 压)的测
试。但如要对标称放电电流 为几十 kA (8／20 s)
对于在线 SPD维护，《建筑物电子信息系统防雷
的 SPD实施检测 ，试验冲击 电流 3 kA是否显得小
技术规范》8．1．3条规定 ：“日常性维护应在每次雷
击之后进行。在雷电活动强烈的地区，对防雷装置应 了点?
随时进行 目测检查。”8．1．8条规定：“检查各类浪 据了解 。具有一定生产规模的 SPD生产厂家一
涌保护器的运行情况 ：有无接触不良、漏电流是否过 般具备数种模拟雷击波冲击试验设备。如金属氧化物
大、发热、绝缘是否良好、积尘是否过多等，出现故 压敏 电阻 (MOV)，倘 若产 品标称放 电电流 ， 为
障．应及时排除。” 80kA (8／20 Us)，在筛选阀片试验时 ，至少使用
《建筑物防雷装置检测技术规范》对电源 SPD的 20kA (8／20 s)进行冲击选片。
测试作出如下规定。 《低压配电系统的电涌保护器 (SPD) 第 l部
5．8．3．1条规定：SPD运行期间，会因长时间 分：性能要求和试验方法》(GB 18802．1—2002)中
工作或因处在恶劣环境中而老化，也可能因受雷击电 7．5．2条规定用 8／20 s冲击 电流测量残压 的试
涌而引起性能下降、失效等故障。因此需定期进行检
验步骤 ：
查 如测试结果表明 SPD劣化 。或状态指示指 出
a． 应依次施加峰值约为 0．1；0．2；0．5；1．0
SPD失效，应及时更换。
和 2厶 的 8／20 s冲击电流。
5．8．3．2条规定：泄漏电流 ， 的测试 ：除电压
注：如果 2 试验电流超过电器的 ，那么最
开关型外 ，SPD在并联接入电网后都会有微安级的电
终的试验值可放宽到 1．2，¨。
流通过。如果此值偏大，说明 SPD性能劣化，应
b． 对 SPD施加一个正极性和一个负极性序列。
及时更换。可使用防雷元件测试仪或泄漏电流测试
c． 最后 ，如果 ，， 或 毗 大于 ，则至少对
表对限压型 SPD的 值进行静态试验。规定在
0．75 UlmA下测试。 SPD施加一次 或 冲击电流，电流极性为前
5．8．3．3条规定直流参考电压 ( mA)的测试： 面试验中残压较大的极性。
d．每次冲击的间隔时间应足以使试品冷却到环
a． 本试验仅适用 于 以金 属氧化物 压敏 电阻
(MOV)为限压元件且无其他并联元件的 SPD。主 境温度。
要测量在 MOV通过 1 mA直流电流时，其两端的电 e． 每次冲击应记录电流和电压示波图。把冲击
压值 电流和电压的峰值 (绝对值)绘成放电电流与残压的
AIGC内容描述：
在2009年3月期的《建筑电气》杂志中，有一篇专题文章深入探讨了低压电力线路在线安装式过电压保护设备（Surge Protection Device, SPD）的安全性能检测与实时监测方法。该研究针对的是低压配电系统中的SPD应用，即在电力线路运行过程中对SPD进行非中断、连续性的安全性能评估，以确保它们能够在遭受雷电或其他瞬态过电压冲击时有效保护电力设备和系统免受损害。
文章详细阐述了SPD在低压线路中的重要性，包括其类型、工作原理以及在实际工程应用中面临的挑战，如SPD的老化、故障率及其对电网稳定性的影响等。同时，文中介绍了当前主流的SPD在线检测技术，例如采用瞬态电流法、阻抗分析法、信号处理算法等多种手段来实时监测SPD的功能性和耐受能力。
通过理论分析和实践经验的结合，该文为建筑电气领域的设计者、安装人员以及维护工程师提供了关于如何确保低压线路中SPD安全可靠运行的重要参考依据和技术指导，具有很高的实用价值和学术意义。
